美國粒子物理的存亡

美國粒子物理的存亡
知識通訊評論第36期

十二年前美國大型加速器計畫半途腰斬，重挫了美國的高能物理，現在他們想爭取建造新的國際直線加速器計畫。

費米實驗室裡的ILC計畫研究設備

根據美國國家科學院四月底的一份報告，美國必須加碼爭取主持國際直線加速器計畫 (ILC) 。倘若這台造價數十億美金的粒子加速器不設在美國，美國的高能物理社群可能就此衰亡。

全球高能物理學家都認同國際直線加速器為該領域的下一項大型計畫。這個長度達三十公里的加速器會以五千億電子伏特 (500 GeV) 的能量，將電子與被稱為「正電子」(positron)的電子的反粒子撞擊在一起，希望得以探索基本粒子，包括尚未被發現的希格斯粒子 (Higgs particle) 。

普林斯頓大學教授夏皮洛

美國普林斯頓大學教授、該報告小組委員會主席的經濟學家夏皮洛 (Harold Shapiro) 警告說，若不認真爭取該計畫，美國高能物理學界就將漸趨衰敗。該小組委員會由美國能源部以及美國國家科學基金會召集，此二者是美國高能物理研究經費的最大挹注機構。除了建議美國政府強力爭取該計畫，該小組委員會亦建議美國政府，投資高能天文物理以及微中子研究。目前大約有兩千名高能物理學家在美國工作。

這份報告在美國高能物理風雨飄搖之時出爐。今年初，預算刪減迫使相對性重離子對撞器 (RHIC) 必須以私人捐助來持續運作，而美國最重要的費米國家加速器實驗室（簡稱費米實驗室）的先進加速器「正負質子對撞機」 (Tevatron) ，預計在三到四年內要停止運作。夏皮洛表示，下一步計畫似乎尚無頭緒，此刻必須做出重大決策。

雖然這份報告會增強科學家爭取該計畫的處境，位於美國華盛頓特區的美國物理學會公共事務主任盧貝爾 (Mike Lubell) 警示說，這個預估至少將耗費六十億美金的加速器仍然面臨著一場艱辛的戰役。他說，在政府不熱衷於增加稅收或刪減國防預算的年代，像這樣的大型計畫會遭遇到許多問題。

加速器部分構造電腦模擬圖

負責主持此加速器歐洲設計團隊的英國牛津大學物理學家佛斯特 (Brian Foster) 表示，這份報告在歐洲會非常受到歡迎。佛斯特說，設在瑞士日內瓦的歐洲粒子物理研究中心 (CERN) ，斥資二十五億美金正在興建的大型強子對撞器 (LHC) ，消耗掉歐陸大多數的資源。他表示美國強力爭取國際直線加速器將增強該加速器的前景，不過他補充說，俄羅斯、日本以及中國也都表達了爭取建造該加速器的興趣。